高壓架空輸電線路防風偏技術(shù)分析及應(yīng)用

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司 張 翔

對于用電系統(tǒng)而言，高壓架空輸電線路發(fā)揮了重要作用，提高了用電便利性，有效解決了部分區(qū)域未通電的情況，實現(xiàn)了偏遠地區(qū)日常用電。但是，在實際應(yīng)用過程中，由于受氣候條件等因素的影響，會出現(xiàn)不同程度的風偏現(xiàn)象，這也直接影響了用電安全性和穩(wěn)定性。針對這種情況，本文總結(jié)了產(chǎn)生風偏的原因，并分析了有效控制措施，提出了高壓架空輸電線路管理的改進措施，便于為實際工作奠定基礎(chǔ)，從而降低風偏的危害。

1 高壓架空輸電線路建設(shè)

我國在輸電線路建設(shè)過程中，引入先進技術(shù)，并且不斷升級設(shè)備，貫徹科學(xué)發(fā)展的理念，盡可能全面覆蓋國家電網(wǎng)。目前，送電線路主要包括電纜以及架空兩種，其中架空線路送電主要是通過無絕緣的裸導(dǎo)線實現(xiàn)，同時架設(shè)輸電線路桿塔，使用絕緣子固定導(dǎo)線，這也是架空輸電線路的所有組成。

1.1 輸電線路導(dǎo)線

材料的選擇主要是以導(dǎo)電性能良好為基本原則，以達到電暈放電的目的，一般情況下，導(dǎo)線應(yīng)確保曲率半徑較大，根據(jù)工程輸送容量，選擇導(dǎo)線截面數(shù)值，便于維持合適的通流密度。大多數(shù)線路多選擇分裂導(dǎo)線，便于增加輸送容量，為避免雷電的影響，通常也會在導(dǎo)線上應(yīng)用避雷線。同時，還需要注意實施保護措施，尤其是比較重要的輸電線路，比如增設(shè)避雷線等。對于線路架空，還應(yīng)滿足地面寬度的要求，結(jié)合周圍氣候環(huán)境以及外界自然條件，設(shè)計架空方案，盡可能避免外界因素的不利影響。

1.2 輸電線路桿塔

作為主要支撐結(jié)構(gòu)，輸電線路桿塔主要是由鋼筋混凝土或者鐵塔制成，根據(jù)實際需求的不同，還可分為換位塔、終端塔、轉(zhuǎn)角塔、分支塔等。對于高壓輸電線路桿塔建設(shè)而言，設(shè)計方案是關(guān)鍵之所在，其涉及的內(nèi)容也比較多，包括構(gòu)件、基礎(chǔ)下壓計算、底板承載力等。

2 產(chǎn)生風偏的危害和原因

高壓架空輸電線路應(yīng)用比較廣泛，而我國地理條件復(fù)雜且區(qū)別較大，以西北一帶為例，高原所占面積較大，風向不穩(wěn)定，在預(yù)料強風來襲方面也存在困難，輸電線路容易受到風害影響。就目前來看，風偏造成的輸電問題并不少見，甚至有逐漸增多的趨勢。風偏主要是由自然風所致，是一種導(dǎo)線擺動現(xiàn)象。對于輸電線路安全運行而言，風偏具有明顯的威脅性，且比較復(fù)雜。一般情況下，風偏的角度比較大，容易造成金屬夾具損壞以及閃絡(luò)等情況，嚴重時還會引起導(dǎo)線折斷、桿塔拉倒、跳閘停電等現(xiàn)象，造成經(jīng)濟損失，這也表明實施防風偏技術(shù)的重要性和必要性。

導(dǎo)致風偏的原因較多，首先強風與輸電線路接觸時，會直接引起輸電線路擺動，不同大小的風力引起的擺動幅度也不同，如果超過可承受范圍，便會導(dǎo)致高壓架、輸電線路兩者間的間隙縮小，從而導(dǎo)致放電的情況。其次，設(shè)計的參數(shù)也會直接影響風偏，如果未根據(jù)實際情況去考慮風壓、風速等指標，便容易造成在風速過大的情況下，線路無法正常工作，出現(xiàn)一定障礙。此外，輸電線路高度也是重要影響因素，一般情況下高度越高則風險越大，其風速、壓強也更高，會引起線路瓦解，無法較好的抵抗強風作用。

但是，輸電線路需具有一定離地高度，確保電力道路通暢，因此無法避免風力影響，這也要求及時進行專業(yè)的防范工作，便于更好地應(yīng)對風力和風向的問題。與此同時，線路和高壓架的連接口也是產(chǎn)生風偏的因素，在一定壓強下，輸電線路和高壓架的連接口間隙會隨之改變，如果超過自身極限，便會出現(xiàn)漏電、斷電的情況，甚至還會造成接口脫落，這也直接增加了維修難度，而高壓架不穩(wěn)定，便會由于強風干擾導(dǎo)致倒塌事件，從而引起輸電系統(tǒng)癱瘓，對周圍正常供電造成影響。

風偏直接威脅著輸電系統(tǒng)的正常運行，同時在發(fā)生風偏時，一般會出現(xiàn)雷雨、大風等天氣，也會影響故障排查以及修復(fù)的效率和效果。在實際工作過程中，可以通過可靠的監(jiān)測系統(tǒng)，在線監(jiān)測風偏角、絕緣子串等情況。與此同時，將采集的數(shù)據(jù)及時上傳至平臺，通過長期收集的數(shù)據(jù)資料，為后續(xù)的維護以及其他方案的設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。

3 高壓架空輸電線路管理中的不足

3.1 認識不足

目前，在高壓架空輸電線路管理方面，多數(shù)電力企業(yè)并未全面認識線路設(shè)計，無法進行系統(tǒng)分析，及時發(fā)現(xiàn)實際施工過程中存在的問題，影響工程建設(shè)質(zhì)量和效率，導(dǎo)致輸電線路無法滿足輸送電力的設(shè)計要求和標準。

3.2 組織不合理

對于防風偏工作而言，仍存在施工單位組織、劃分不合理的情況，各個組織部門之間協(xié)調(diào)性不佳，僅根據(jù)自身理解統(tǒng)計、分析各項數(shù)據(jù)，無法及時發(fā)現(xiàn)風偏的情況，也不能深入分析其原因，并提出針對性的有效應(yīng)對措施。

3.3 專業(yè)人才缺乏

在實際工作中，部分技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力并不高，專業(yè)素養(yǎng)欠缺，無法熟練運用各種技能。如果在具體施工過程中，出現(xiàn)了異常情況，無法及時進行處理，或者相關(guān)措施無法取得理想效果，從而直接影響工作質(zhì)量。作為施工企業(yè)而言，如果不具備完善的人才獎勵機制，也會造成工作人員工作不積極、不主動的情況發(fā)生，從而易導(dǎo)致工作失誤，也給整個工程帶來安全隱患。

4 高壓架空輸電線路防風偏技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合風偏距離和角度分析，從可控制因素角度考慮，可以從減小檔距、導(dǎo)線安全系數(shù)等方面著手，盡可能避免風偏的形成。如果地貌環(huán)境比較復(fù)雜，如丘陵、山區(qū)等，由于地理環(huán)境的因素，往往無法掌握風力的大小和方向規(guī)律，這也要求工作人員進行全面考慮，盡可能保證建設(shè)的質(zhì)量。一般情況下，如果是環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，需要進行全線檢驗，結(jié)合氣象局的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過加裝重錘等方式，盡可能避免受風偏的影響，并對實際路段深入分析，采用多種防控方法，提高防風偏能力。

4.1 減小檔距

在所有條件一致時，如果能夠適當減小檔距，便可以減小弧垂，進一步實現(xiàn)減小風偏的目的，更好地控制線路。對于路徑狹窄的位置，通過塔位的合理布局，進一步縮小檔距[1]。另一方面，檔距的減小也能夠有效減少桿塔耗材，提高風偏控制的效果。但是，檔距的減小也會造成桿塔的增加，從而加大投資成本。對于施工單位而言，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況考慮，分析是否有減小檔距的必要性，從而決定是否以此方法降低風偏影響。

4.2 減小導(dǎo)線安全系數(shù)

在實際工作過程中，適當減小導(dǎo)線安全系數(shù)的設(shè)計，能夠促使弧垂進一步減小，也具有控制風偏的效果[2]。通過這種方法，也能夠減小桿塔數(shù)量、呼高，但是值得注意的是，該方法會導(dǎo)致轉(zhuǎn)角塔受力增加，造成相關(guān)耗材、混凝土以及鋼管桿增加，最終造成工程建設(shè)資金投入大幅提高。

4.3 改變導(dǎo)線形式

這種方法主要是通過特殊的材料制作導(dǎo)線，實際工作時以耐熱導(dǎo)線較為常用，比如碳纖維復(fù)合芯、鋁包鋼芯等多種類型。通過此類耐熱性導(dǎo)線，能夠減小風偏的不利影響，主要需結(jié)合經(jīng)濟性、輸送容量、線損以及維護情況等多種因素綜合考慮，選擇更為合適的材料。

4.4 選擇V型串

在絕緣子串的使用方面，如果選擇V型串，能夠有效控制其擺動情況，即便在強風的作用下，也能夠減小風偏的影響。針對線路比較緊湊的位置，可以考慮更換懸垂串的方法，也具有良好的效果[3]。在實際應(yīng)用時，該方法可能會造成絕緣子損壞、脫落等情況，這主要是由于其僅能夠承受一定拉力，對于較大的壓力無法抵抗，容易引起相關(guān)安全事故發(fā)生。在設(shè)計具體線路過程中，應(yīng)考慮此類因素，避免絕緣子串受壓的現(xiàn)象發(fā)生。

圖1 V型絕緣子串

4.5 增加重錘的重量

一般情況下，施工單位通常采用自制重錘片、均壓環(huán)以及標準重錘片等，達到增加重錘重量的目的。如果選擇標準重錘片，訂貨相對比較方便，可以提高工作效率，但是該方法會導(dǎo)致懸垂串長度增加，更易導(dǎo)致風偏。而均壓環(huán)通常是和絕緣子配套提供，相對而言訂貨也比較便捷，同時不會引起其長度增加的情況發(fā)生，目前應(yīng)用比較廣泛[4]。此外，自制重錘片也不會造成垂串長度增加，但由于是自制的配件，與標準件有明顯差異，應(yīng)用時具有一定局限性。在具體施工時，如果安裝的重錘不超過60kg，便可達到抑制風偏的效果，如果需要60kg以上的重量，則需結(jié)合實際情況，選擇上述方式增加重錘重量，從而提高風偏控制效果。

5 加強高壓架空輸電線路管理

5.1 明確安全管理目標

嚴格遵循相關(guān)法律法規(guī)，以保證施工安全性為目標，在設(shè)計具體方案過程中，工作人員應(yīng)充分考慮當?shù)貧夂颉F(xiàn)場環(huán)境等因素，參考相關(guān)行業(yè)規(guī)定，不斷強化質(zhì)量要求，提高工作人員重視程度，確保每個施工環(huán)節(jié)有章可依，進一步保證整體工程的質(zhì)量，提高施工安全性。

5.2 強化管理力度

作為電力施工企業(yè)而言，為保證輸電線路建設(shè)的科學(xué)可靠性，需構(gòu)建安全管理體系，科學(xué)設(shè)計輸電線路方案，盡可能降低電能損耗，保證輸電線路符合安全標準。在建設(shè)分工時，應(yīng)加強組織管理，提高各單位的合作意識，保證工作協(xié)調(diào)性，推進輸電線路有序進行，全面提升工程建設(shè)質(zhì)量，在建立我國電力運輸體系方面具有積極意義。

要加強人員管理，定期組織學(xué)習(xí)培訓(xùn)，確保其熟練掌握相關(guān)知識，針對出現(xiàn)的問題，及時予以有效地解決方法，尤其針對一些小問題，避免安全隱患進一步擴大。此外，加強職業(yè)道德感建設(shè)，提高其職業(yè)素養(yǎng)，重視風偏的形成和危害性，便于相關(guān)工作嚴格落實。

5.3 定期維護

根據(jù)相關(guān)規(guī)定標準，如果是近郊區(qū)域或者是城鎮(zhèn)，通常需要每1個月進行1次巡視，而平原或者是遠郊，通常需要每兩個月巡視1次，對于比較難以抵達的區(qū)域，比如沙漠、隔壁、高山等偏遠地區(qū)，一般每3個月巡視1次。此外，如果出現(xiàn)大雪封山等情況，可以選擇其他方式監(jiān)測，包括在線監(jiān)測以及空中巡視等方式，巡視周期以6個月以內(nèi)為準。在定期維護方面，巡視是所有工作的前提，必須規(guī)范完成操作。

完成定期巡視后，如實記錄具體數(shù)據(jù)以及結(jié)論，并注意進行備份。在查閱資料過程中選擇副本，避免丟失巡視結(jié)果。如果定期巡視過程中出現(xiàn)異常問題，在及時記錄的同時，應(yīng)立即予以處理，并向有關(guān)部門進行報備處理。作為巡視部門而言，應(yīng)根據(jù)報告文件，制定定期大修方案，保證輸電線路安全運行。

圖2 高壓架空輸電線路監(jiān)測

目前，我國經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快，生活用電量也隨之越來越高，這也對電力建設(shè)行業(yè)提出了更高的要求。為滿足時代需求，優(yōu)化高壓架空輸電線路非常重要，因高壓架空輸電線路容易受到風偏的影響，造成相應(yīng)的安全事故發(fā)生，通過加強安全管理，結(jié)合實際狀況，采用減小檔距等有效措施，最大限度預(yù)防或減小風偏，促使電力運輸安全運行，也為經(jīng)濟建設(shè)提供必要能源。